CN212272100U - 一种稠油水平井复合插入密封装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种稠油水平井复合插入密封装置，包括外层管结构和内层管结构，所述外层管结构的一端用于连接悬挂装置，所述外层管结构的另一端用于连接稠油水平井内油管；所述内层管结构的一端用于连接注汽管，所述内层管结构的另一端呈开口设置，所述内层管结构能密封穿设于所述外层管结构内用以连通注汽管和油管，或所述内层管结构能自所述外层管结构内拆离。该稠油水平井复合插入密封装置采取多层复合密封结构设计，保证注汽过程的密封效果，为水平井段均匀动用提供了密封保证。

Description

一种稠油水平井复合插入密封装置

技术领域

本实用新型涉及油气井开发技术领域，尤其涉及一种稠油水平井复合插入密封装置。

背景技术

近年来，水平井开发已经相对成熟，数量逐年增加。其中，水平井是指在油井垂直或倾斜地钻达油层后，钻具沿着平行于油层的方向钻进，在油层中形成一个水平方向的井筒，从而保证在长井段的油层中钻进直至完井。但随着工作的开展也发现了一些问题。生产过程中，由于水平井段物性差异或边底水影响，导致水平井段局部采出过盛，井底流动压差相对较高，影响其它部分井段的正常采出。最终导致水平井段动用不均，局部地层水突进，含水率上升，影响油井的正常生产。

由于水平井段物性差异或边底水影响，易造成水平段动用不均。目前在注汽过程中能够对水平段进行注汽控制，但在生产过程中没有有效的控制手段，水平井段局部采出过盛，影响其它井段的正常采出，最终导致局部地层水突进，含水率上升，影响油井的正常生产。因此有必要进行稠油水平井注入采出控制技术研究。

研究稠油水平井注入采出控制技术时，为保证注入过程的密封效果，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种稠油水平井复合插入密封装置，以满足注入过程的密封要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种稠油水平井复合插入密封装置，采取多层复合密封结构设计，保证注汽过程的密封效果，为水平井段均匀动用提供了密封保证。

本实用新型的目的是这样实现的，一种稠油水平井复合插入密封装置，包括外层管结构和内层管结构，所述外层管结构的一端用于连接悬挂装置，所述外层管结构的另一端用于连接稠油水平井内油管；所述内层管结构的一端用于连接注汽管，所述内层管结构的另一端呈开口设置，所述内层管结构能密封穿设于所述外层管结构内用以连通注汽管和油管，或所述内层管结构能自所述外层管结构内拆离。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述内层管结构包括中心管，所述中心管的外壁上设置至少一组密封组件，所述密封组件的外壁能密封抵靠于所述外层管结构的内壁上；所述中心管的一端能通过中空的第一接头连接注汽管，所述中心管的另一端连接中空的第二接头。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述外层管结构包括外层光管，所述外层光管的一端连接变径接头，所述变径接头用于连接悬挂装置，所述变径接头上沿轴向贯通设置变径孔，所述变径孔内设置第一锥面；所述中心管和所述第一接头之间连接设置扶正接头，所述扶正接头的外径尺寸大于所述外层光管的外径尺寸，所述扶正接头上设置能轴向卡止于所述第一锥面上的第二锥面。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述密封组件包括第一端密封单元和第二端密封单元，所述第一端密封单元和所述第二端密封单元之间依次抵靠设置第一密封圈、第二密封圈和第三密封圈，所述第二端密封单元的另一端轴向抵靠设置密封件隔管，所述密封件隔管的另一端轴向抵靠设置锁紧环。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述锁紧环的横截面呈圆形设置，所述中心管的外壁上设置能卡止锁紧环的半圆凹槽；所述密封件隔管与所述锁紧环抵靠的一端设置第一扇形凹槽。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述中心管的外壁上设置多组密封组件，所述中心管的外壁上设置第一台阶部；相邻的所述密封组件之间设置第一隔管，所述第一隔管与所述锁紧环抵靠的一端设置第二扇形凹槽；多组密封组件与所述第一台阶部之间顶抵设置第二隔管，所述第一隔管和所述第二隔管用于调节各密封组件的安装距。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述第一端密封单元、所述第一密封圈和所述第二密封圈由紫铜单元构成；所述第三密封圈由聚四氟乙烯单元构成；所述第二端密封单元由全氟醚单元构成。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述中心管的外壁上还设置至少一个橡胶护环，所述橡胶护环的外壁能密封抵靠于所述外层管结构的内壁上，所述橡胶护环的内壁能密封抵靠于所述中心管的外壁上。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述中心管的外壁上设置多个橡胶护环，所述密封组件与所述橡胶护环之间设置第三隔管；相邻的所述橡胶护环之间设置第四隔管，所述橡胶护环和所述第二接头之间设置第五隔管，所述第三隔管、所述第四隔管和所述第五隔管用于调节各所述橡胶护环的安装距。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述第二接头远离所述中心管的一端的直径尺寸呈减小设置。

由上所述，本实用新型提供的一种稠油水平井复合插入密封装置具有如下有益效果：

本实用新型提供的一种稠油水平井复合插入密封装置，采取多层复合密封结构设计，应用于稠油水平井注入采出过程；固定悬挂于井内的外层管结构与井下油管连接，连接于注汽管下端的内层管结构插入外层管结构，形成多层密封结构，注汽管通过稠油水平井复合插入密封装置与井下油管连通，注汽过程中，本实用新型的稠油水平井复合插入密封装置保证注汽过程的密封效果，为水平井段均匀动用提供了密封保证；

本实用新型提供的一种稠油水平井复合插入密封装置中，密封组件由多种密封圈轴向抵靠顺序组装，第一端密封单元、第一密封圈和第二密封圈由紫铜单元构成，以补偿密封量；第三密封圈由聚四氟乙烯单元构成，具有极高的耐化学腐蚀性能和耐高温性能，满足注汽过程中的密封需求；第二端密封单元由全氟醚单元构成，具有腐蚀性能和耐高温性能，满足苛刻工况密封需求。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1：为本实用新型的稠油水平井复合插入密封装置的示意图。

图2：为图1中Ⅰ处的示意图。

图3：为本实用新型的中心管的示意图。

图4：为本实用新型的密封件隔管的示意图。

图5：为本实用新型的锁紧环的示意图。

图6：为本实用新型的橡胶护环的示意图。

图7：为本实用新型的外层光管的示意图。

图8：为本实用新型的稠油水平井复合插入密封装置的注汽过程示意图。

图中：

100、稠油水平井复合插入密封装置；

1、外层管结构；

10、外层光管；11、变径接头；12、第一锥面；

2、内层管结构；

20、中心管；21、第一接头；22、第二接头；23、扶正接头；24、第二锥面；25、半圆凹槽；26、第一台阶部；

31、第一端密封单元；32、第一密封圈；33、第二密封圈；34、第三密封圈；35、第二端密封单元；36、密封件隔管；361、第一扇形凹槽；37、锁紧环；38、第一隔管；39、第二隔管；

41、橡胶护环；42、第三隔管；43、第四隔管；44、第五隔管；

5、油管；

6、悬挂装置；

7、注汽管。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。

在此描述的本实用新型的具体实施方式，仅用于解释本实用新型的目的，而不能以任何方式理解成是对本实用新型的限制。在本实用新型的教导下，技术人员可以构想基于本实用新型的任意可能的变形，这些都应被视为属于本实用新型的范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1至图8所示，本实用新型提供一种稠油水平井复合插入密封装置100，包括外层管结构1和内层管结构2，外层管结构1的一端(图1中的顶端)用于连接悬挂装置6(现有技术，悬挂装置用于将外层管结构1固定悬挂于套管或井壁上，悬挂装置可采用现有常用悬挂器)，外层管结构1的另一端(图1中的底端)用于连接稠油水平井内油管5(现有技术，稠油水平井内有筛管，油管伸入筛管内，注汽或采油)；内层管结构2的一端(图1中的顶端)用于连接注汽管7，内层管结构2的另一端(图1中的底端)呈开口设置，内层管结构2能密封穿设于外层管结构1内用以连通注汽管7和油管5(需要注汽时，内层管结构2密封穿设于外层管结构1内，形成密封，连通注汽管7和油管5，组成密封且贯通的注汽管柱)，或内层管结构2能自外层管结构1内拆离(注汽结束后，通过注汽管将内层管结构2自外层管结构1内提出拆离，即可向油管内下入油泵进行原油生产开采)。

本实用新型提供的一种稠油水平井复合插入密封装置，采取多层复合密封结构设计，应用于稠油水平井注入采出过程；固定悬挂于井内的外层管结构与井下油管连接，连接于注汽管下端的内层管结构插入外层管结构，形成多层密封结构，注汽管通过稠油水平井复合插入密封装置与井下油管连通，注汽过程中，本实用新型的稠油水平井复合插入密封装置保证注汽过程的密封效果，为水平井段均匀动用提供了密封保证。

进一步，如图1所示，内层管结构2包括中心管20，中心管20的外壁上设置至少一组密封组件，密封组件的外壁能密封抵靠于外层管结构1的内壁上；中心管20的一端能通过中空的第一接头21连接注汽管，中心管20的另一端连接中空的第二接头22。

进一步，如图1、图7所示，外层管结构1包括外层光管10，外层光管10的一端(图1中所示的外层光管10的顶端)连接变径接头11(外层光管10与变径接头11之间通过锥螺纹连接)，变径接头11用于连接悬挂装置6，变径接头11上沿轴向贯通设置变径孔，变径孔内设置第一锥面12；外层光管10的另一端(图1中所示的外层光管10的底端)可以通过锥螺纹连接油管5；

中心管20和第一接头21之间连接设置扶正接头23，扶正接头23的外径尺寸大于外层光管10的外径尺寸，扶正接头23上设置能轴向卡止于第一锥面12上的第二锥面24。扶正接头23保证内层管结构2始终居中设置于外层管结构1内。在本实施方式中，变径孔远离外层光管10的一端设置锥螺纹，以密封连接悬挂装置，一般悬挂装置的底部设置底接头，底接头伸入变径孔并与锥螺纹连接，底接头的内腔孔径略大于扶正接头23的外径(为满足扶正接头23的平稳扶正，底接头的内腔孔径不能过大，方便扶正接头23顺利出入即可)。

进一步，如图1、图2所示，密封组件包括第一端密封单元31和第二端密封单元35，第一端密封单元31和第二端密封单元35之间依次抵靠设置第一密封圈32、第二密封圈33和第三密封圈34，第二端密封单元35的另一端轴向抵靠设置密封件隔管36，密封件隔管36的另一端轴向抵靠设置锁紧环37。锁紧环37和密封件隔管36将第一端密封单元31、第一密封圈32、第二密封圈33、第三密封圈34和第二端密封单元35进行轴向定位，保证其不会产生较大轴向位移。

如图1、图2、图3、图4和图5所示，在本实施方式中，锁紧环37的横截面呈圆形设置，中心管20的外壁上设置能卡止锁紧环的半圆凹槽25；密封件隔管36与锁紧环37抵靠的一端设置第一扇形凹槽361。

如图1、图2所示，在本实施方式中，中心管20的外壁上设置多组密封组件，中心管20的外壁上设置第一台阶部26，第一台阶部26靠近扶正接头23的一端设置，即图1中的上部；相邻的密封组件之间设置第一隔管38，第一隔管38与锁紧环37抵靠的一端设置第二扇形凹槽；多组密封组件与第一台阶部26之间顶抵设置第二隔管39，第一隔管和第二隔管用于调节各密封组件的安装距。

在本实用新型的一具体实施例中，第一端密封单元31、第一密封圈32和第二密封圈33由紫铜单元构成，作用是补偿密封量；第三密封圈34由聚四氟乙烯单元构成，聚四氟乙烯具有极高的耐化学腐蚀性能和耐高温性能，满足注汽过程中的密封需求；第二端密封单元35由全氟醚单元构成，全氟醚具有腐蚀性能和耐高温性能，满足苛刻工况密封需求。

进一步，如图1、图2、图6所示，中心管20的外壁上还设置至少一个橡胶护环41，橡胶护环41的外壁能密封抵靠于外层管结构的内壁上；橡胶护环41的内壁能密封抵靠于中心管的外壁上，在本实施方式中，橡胶护环41的内壁上设置密封圈环槽，密封圈环槽内设置O型橡胶密封圈，O型橡胶密封圈保证橡胶护环41的内壁与中心管20的外壁之间的密封性。橡胶护环41及O型橡胶密封圈对外层管结构和内层管结构之间起到辅助密封的作用。

在本实施方式中，如图1、图2、图6所示，中心管20的外壁上设置多个橡胶护环41，密封组件与橡胶护环41之间设置第三隔管42；相邻的橡胶护环41之间设置第四隔管43，橡胶护环41和第二接头22之间设置第五隔管44，第三隔管42、第四隔管43和第五隔管44用于调节各橡胶护环41的安装距。

进一步，为了便于内层管结构下入外层管结构内，第二接头22远离中心管20的一端的直径尺寸呈减小设置，避免下入过程中的卡滞。

本实用新型的稠油水平井复合插入密封装置100的使用方法如下：

首先完成稠油水平井复合插入密封装置100组装：外层管结构1的外层光管10底端连接油管5，顶端的变径接头11连接悬挂装置6，通过悬挂装置将油管及外层管结构1下入井内预定位置，悬挂装置6坐封，外层管结构1固定于井内；内层管结构2完成组装，顶端的第一接头21连接注汽管7；

如图8所示，注汽过程中，注汽管7带动内层管结构2下入井内，内层管结构2插入外层管结构1内形成密封，注汽管7通过稠油水平井复合插入密封装置与井下油管5连通；之后由地面开始注汽作业，蒸汽通过注汽管7、稠油水平井复合插入密封装置100进入井内油管5，达到水平井注汽的目的。

注汽结束后，通过注汽管7将内层管结构2自外层管结构1内提出拆离，即可向油管5内下入油泵进行原油生产开采。

由上所述，本实用新型提供的一种稠油水平井复合插入密封装置具有如下有益效果：

本实用新型提供的一种稠油水平井复合插入密封装置，采取多层复合密封结构设计，应用于稠油水平井注入采出过程；固定悬挂于井内的外层管结构与井下油管连接，连接于注汽管下端的内层管结构插入外层管结构，形成多层密封结构，注汽管通过稠油水平井复合插入密封装置与井下油管连通，注汽过程中，本实用新型的稠油水平井复合插入密封装置保证注汽过程的密封效果，为水平井段均匀动用提供了密封保证；

本实用新型提供的一种稠油水平井复合插入密封装置中，密封组件由多种密封圈轴向抵靠顺序组装，第一端密封单元、第一密封圈和第二密封圈由紫铜单元构成，以补偿密封量；第三密封圈由聚四氟乙烯单元构成，具有极高的耐化学腐蚀性能和耐高温性能，满足注汽过程中的密封需求；第二端密封单元由全氟醚单元构成，具有腐蚀性能和耐高温性能，满足苛刻工况密封需求。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims (10)

1.一种稠油水平井复合插入密封装置，其特征在于，包括外层管结构和内层管结构，所述外层管结构的一端用于连接悬挂装置，所述外层管结构的另一端用于连接稠油水平井内油管；所述内层管结构的一端用于连接注汽管，所述内层管结构的另一端呈开口设置，所述内层管结构能密封穿设于所述外层管结构内用以连通注汽管和油管，或所述内层管结构能自所述外层管结构内拆离。

2.如权利要求1所述的稠油水平井复合插入密封装置，其特征在于，所述内层管结构包括中心管，所述中心管的外壁上设置至少一组密封组件，所述密封组件的外壁能密封抵靠于所述外层管结构的内壁上；所述中心管的一端能通过中空的第一接头连接注汽管，所述中心管的另一端连接中空的第二接头。

3.如权利要求2所述的稠油水平井复合插入密封装置，其特征在于，所述外层管结构包括外层光管，所述外层光管的一端连接变径接头，所述变径接头用于连接悬挂装置，所述变径接头上沿轴向贯通设置变径孔，所述变径孔内设置第一锥面；所述中心管和所述第一接头之间连接设置扶正接头，所述扶正接头的外径尺寸大于所述外层光管的外径尺寸，所述扶正接头上设置能轴向卡止于所述第一锥面上的第二锥面。

4.如权利要求2所述的稠油水平井复合插入密封装置，其特征在于，所述密封组件包括第一端密封单元和第二端密封单元，所述第一端密封单元和所述第二端密封单元之间依次抵靠设置第一密封圈、第二密封圈和第三密封圈，所述第二端密封单元的另一端轴向抵靠设置密封件隔管，所述密封件隔管的另一端轴向抵靠设置锁紧环。

5.如权利要求4所述的稠油水平井复合插入密封装置，其特征在于，所述锁紧环的横截面呈圆形设置，所述中心管的外壁上设置能卡止锁紧环的半圆凹槽；所述密封件隔管与所述锁紧环抵靠的一端设置第一扇形凹槽。

6.如权利要求5所述的稠油水平井复合插入密封装置，其特征在于，所述中心管的外壁上设置多组密封组件，所述中心管的外壁上设置第一台阶部；相邻的所述密封组件之间设置第一隔管，所述第一隔管与所述锁紧环抵靠的一端设置第二扇形凹槽；多组密封组件与所述第一台阶部之间顶抵设置第二隔管，所述第一隔管和所述第二隔管用于调节各密封组件的安装距。

7.如权利要求4所述的稠油水平井复合插入密封装置，其特征在于，所述第一端密封单元、所述第一密封圈和所述第二密封圈由紫铜单元构成；所述第三密封圈由聚四氟乙烯单元构成；所述第二端密封单元由全氟醚单元构成。

8.如权利要求2所述的稠油水平井复合插入密封装置，其特征在于，所述中心管的外壁上还设置至少一个橡胶护环，所述橡胶护环的外壁能密封抵靠于所述外层管结构的内壁上，所述橡胶护环的内壁能密封抵靠于所述中心管的外壁上。

9.如权利要求8所述的稠油水平井复合插入密封装置，其特征在于，所述中心管的外壁上设置多个橡胶护环，所述密封组件与所述橡胶护环之间设置第三隔管；相邻的所述橡胶护环之间设置第四隔管，所述橡胶护环和所述第二接头之间设置第五隔管，所述第三隔管、所述第四隔管和所述第五隔管用于调节各所述橡胶护环的安装距。

10.如权利要求2所述的稠油水平井复合插入密封装置，其特征在于，所述第二接头远离所述中心管的一端的直径尺寸呈减小设置。

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